Presentazione sull'Acqua

L'ACQUA

Stefano Ramazio, Leonardo Ballo, Angelica Maramarco, Leonardo Gigli, Tommaso Ricci

La Terra è definita un pianeta azzurro, infatti vista dallo spazio appare blu per la grande quantità di acqua presente sulla sua superficie.L’acqua è presente sulla Terra in forma solida, liquida e aeriforme.L’ acqua liquida può essere sia dolce (con basso contenuto di sali minerali) che salata (con elevato contenuto di sali).Dall’immagine possiamo notare che:

• gran parte dell’acqua liquida presente sulla Terra è salata e solo una piccola percentuale è dolce.
• dell’acqua dolce circa il 70% è contenuta nei ghiacciai, il 30% scorre nelle falde acquifere sotterranee, e una minima parte è contenuta nei laghi e nei fiumi

Esiste una forte relazione tra acqua e vita: l’acqua è presente in tutti gli esseri viventi in proporzioni che variano da un essere vivente all’altro.Per capire i motivi di questo rapporto occorre analizzare la struttura chimica dell’acqua.

STRUTTURA CHIMICA DELL’ACQUA

La molecola d’acqua è formata da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Ogni atomo di idrogeno condivide il proprio elettrone con un atomo di ossigeno, e l’ossigeno ne condivide due, uno con ciascun atomo di idrogeno.La molecola dell’acqua forma un angolo in cui l’ossigeno è posto al vertice e gli atomi di idrogeno si trovano alle due estremità: la molecola risulta polare. La disposizione ad angolo dei legami covalenti fa sì che le forze attrattive non si possano annullare a vicenda e ciò comporta che la molecola risulti polare. Molte delle proprietà dell’acqua, dalle quali dipende la vita, derivano dalla natura polare della sua molecola.

FORMAZIONE DEL LEGAME COVALENTE TRA IDROGENO E OSSIGENO NELLA MOLECOLA DELL’ACQUA

PROPRIETÀ FISICHE DELL’ACQUA

IL LEGAME AD IDROGENO

Allo stato liquido e allo stato solido le molecole dell’acqua interagiscono tra loro formando legami intermolecolari chiamati legami ad idrogeno. Ciascuna molecola d’acqua può formare legami a idrogeno con al massimo altre quattro molecole Nel ghiaccio tutte le molecole hanno formato il numero massimo di legami a idrogeno, cioè quattro per molecola, formando una struttura cristallina esagonale. Invece, quando le molecole d'acqua si trovano allo stato liquido, non si ha una struttura ben definita e le molecole sono più vicine tra loro. Per questo motivo il passaggio dallo stato liquido a quello stato solido comporta una diminuzione della densità.

CARATTERISTICHE DELL'ACQUA

CAPILLARITÀ

MINORE DENSITÀ DEL GHIACCIO

TENSIONE SUPERFICIALE

POTERE SOLVENTE

CAPACITÀ TERMICA

ESPERIENZA DI LABORATORIO SULLE PROPRIETÀ DELL'ACQUA

ESPERIMENTO SULLA CAPACITÀ TERMICA

MATERIALI

• PIASTRA RISCALDANTE
• TERMOMETRO
• DUE CAPSULE
• ACQUA
• SABBIA

Abbiamo versato dell’acqua e della sabbia in due capsule e le abbiamo poste su una piastra riscaldante. Con un termometro abbiamo misurato la temperatura di entrambe le sostanze con un intervallo di circa 5 minuti.

TABELLA DEI DATI RACCOLTI

ESPERIMENTO SULLA TENSIONE SUPERFICIALE

MATERIALI

• CRISTALLIZZATORE
• TRUCIOLO DI RAME
• SAPONE PER PIATTI
• CAPSULA
• ACQUA

Abbiamo posizionato un truciolo di rame sulla superficie dell’acqua contenuta in una capsula. Dopo aver versato del sapone per piatti, abbiamo visto che il truciolo di rame andava verso il fondo, smettendo di galleggiare. Ciò è dovuto al fatto che il sapone è un tensioattivo, ossia una sostanza che ha la capacità di abbassare la tensione superficiale.

ESPERIMENTO SULLA POLARITÀ DELL'ACQUA

MATERIALI

• 1 BECHER CON ACQUA DISTILLATA
• 1 BECHER CON PETROLIO BIANCO

• CIRCUITO ELETTRICO, formato da una pila, alla quale sono collegati due cavi che terminano in una morsetta ciascuno. Alle morsette sono collegati due elettrodi di zinco.
• LAMPADINA COLLEGATA AL CIRCUITO ELETTRICO

Per questa terza prova abbiamo utilizzato un circuito elettrico e due becher, contenenti uno dell’acqua distillata ed uno del petrolio bianco. Se si immerge l’elettrodo di zinco nell’acqua e si prova a far funzionare il circuito, la lampadina si accende; al contrario, se si immergono nel petrolio, la corrente elettrica non passa. Con questo esperimento possiamo, perciò, osservare la conducibilità elettrica dell’acqua, data dal fatto che essa è composta da molecole polari. Invece, il petrolio non conduce l’elettricità, perciò possiamo concludere che si tratta di una sostanza apolare.

ESPERIMENTO SULLA POLARITÀ DELL'ACQUA

MATERIALI

• 2 BURETTE CON ACQUA DISTILLATA E PETROLIO BIANCO
• BACCHETTA DI VETRO

Per osservare l'effetto che ha la polarità dell'acqua abbiamo svolto un altro esperimento. Per quest'ultimo abbiamo preso due burette che abbiamo riempito rispettivamente con acqua distillata e petrolio bianco. Successivamente il Professore ha strofinato una bacchetta di vetro con un panno e l'ha posta in basso, sotto alla valvola della buretta con il petrolio. Quando la valvola viene aperta si nota come il getto di petrolio scenda verticalmente, senza subire alcuna influenza. Invece, quando il Professore ha posto la bacchetta sotto la buretta con l'acqua ed ha aperto la valvola, il getto è stato leggermente deviato nella direzione della bacchetta. Ciò è dovuto ai forti legami a idrogeno presenti tra le molecole d'acqua, che interagiscono con gli ioni acquisiti dalla bacchetta dopo averla strofinata.

In conclusione, abbiamo svolto altre prove veloci sulla polarità dell'acqua. Per esempio abbiamo preso dell'olio di semi di girasole e lo abbiamo versato in alcune provette. In due di esse abbiamo versato rispettivamente dell'acqua distillata e del petrolio bianco: si nota che nella prima le due sostanze restano separate, mentre nella seconda si crea una soluzione. Infine, l'ultima prova che abbiamo svolto è stata effettuata utilizzando il reattivo di Lugol, di colore rosso. Per questa prova abbiamo versato dell'olio, del petrolio e dell'acqua in tre diverse provette e successivamente abbiamo aggiunto il reattivo: si osserva che con l'acqua si crea subito una soluzione, mentre con gli altri due liquidi no, infatti si formano delle bolle di reattivo. Con queste prove si può concludere che l'acqua ed il reattivo sono sotanze polari, mentre l'olio ed il petrolio sono apolari.

SITOGRAFIA

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